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新型反射隔热高分子聚合物在建筑外墙反射隔热涂料色漆配方应用探讨

    慧聪涂料原料网讯:摘要:本文研究了一种新型高分子聚合物对建筑反射隔热涂料体系中的应用,综合分析了在白色建筑涂料和有色反射隔热涂料中的应用及性能比较,解决了普通建筑涂料反射隔热率低下,色彩单调的问题。    关键字:反射隔热:建筑涂料……

专题: 辐射热反射涂料 金属保温涂料 工业保温涂料 嘉宝莉艺术质彩涂料 

    慧聪涂料原料网讯:摘要:本文研究了一种新型高分子聚合物对建筑反射隔热涂料体系中的应用,综合分析了在白色建筑涂料和有色反射隔热涂料中的应用及性能比较,解决了普通建筑涂料反射隔热率低下,色彩单调的问题。

    关键字:反射隔热:建筑涂料:舒热盾功能聚合物:太阳光反射比:有色反射隔热涂料

    1.引言

    我国早在20世纪80年代开始研究建筑用反射隔热涂料,截止目前有很多产品面市,为了规范市场国家质量监督部门制定了GB/T25261-2010建筑用反射隔热国家标准,其中太阳光反射比(白色)指标为≥0.8,半球反射率≥0.8.2014年国家建设部制定了JC/T235-2014建筑用反射隔热涂料行业标准,新标准太阳光反射比按照颜色明度来具体细分,而不仅仅限于白色,半球反射率≥0.85,其中高明度太阳反射比≥0.65,中明度≥0.4,低明度≥0.25.

    随着市场的进一步发展,单纯白色反射隔热涂料已经很难满足大多数客户对装饰的需求,需要更多更丰富的有色反射隔热涂料来满足客户需求。为了更好的推广应用反射隔热涂料,本文研究了新型高分子聚合物应用在有色反射隔热涂料体系,提出了一条相对简单有效的解决有色反射隔热涂料的工艺路线,解决了普通建筑反射隔热涂料效果低下,色彩不能多样化的问题。

    2.太阳热反射涂料发展趋势

    随着科技的发展,社会的进步,太阳热反射涂料呈现出以:下发展趋势:

    (1)高耐候、长效性。改性丙烯酸树脂、聚硅氧烷树脂、含氟树脂等耐紫外线性能优异的树脂的不断开发,配以高光学性能的颜填料,使得高耐候、长效性的太阳热反射涂料的开发成为可能,加之自清洁技术等合成于同一涂层中,有望实现15年以上的免大修寿命。

    (2)单一颜填料向高纯度、复合颜填料向高性能方向发展。通过对高纯度颜料光学性能的理论研究和试验,对单一颜料的光学性能有更深刻的认识,然后通过特殊工艺,开发各种高性能复合颜填料,使太阳热反射涂料光学效率更高、效果更好。

    (3)环境友好性。社会发展要求人类活动对环境的负面影响越小越好,因此,水性、高固体分、无溶剂型涂料也成为涂料发展的大势所趋。

    3.反射隔热涂料相关市场政策法规

    我国开始研究建筑反射隔热涂料也是本世纪初开始,之前都是参照国外的应用研究。欧美国家最早应用航天飞机上使用热反射隔热涂料,我国最先使用反射隔热领域的还是石化行业开始。随后进入建筑节能领域,交通运输等多领域得到应用。大约2010年前后建筑反射隔热涂料在我国南方省市得到大力推广,并出台相应地方性建筑反射隔热涂料应用技术规程等标准。

    反射隔热涂料行业标准JC/T1040-2007,部标JG/T235-2014本标准代替JG/T235-2008《建筑反射隔热涂料》、国标GB/T25261-2010

    因江苏地处夏热冬冷地区,苏JG/T026-2009《建筑反射隔热涂料应用技术规程》考虑外墙等建筑围护结构的保温。而广东、云南部分地区属于夏热冬暖地区,无需考虑冬季保温,参照2011年2月1日正式实施《广东省建筑反射隔热涂料应用技术规程》(DBJ15-75-2010)中的要求。各地建筑反射隔热涂料应用技术规程;重庆DB/T50-076-2008、江苏JG/T026-2009、广东DBJ-15-75-2010、安徽DB34/T1505-2011、广西DBJ/T45-001-2013、苏JG/T026-2009、上海等正在筹划之中等等。而多个标准出台,总体依据围绕着太阳光反射比及半球发射率的关键性指标。GB/T25261-2010所要求,必须符合GB/T9755优等品标准。而有的地方性要求GB/T9755一等品标准即能通过。另一方面,环保要求也是一般外墙涂料没有的。GB24408-2009《建筑用外墙涂料中有害物质限量》。体现了反射隔热涂料环保高要求准则。

    JG/T235-2014本标准代替JG/T235-2008《建筑反射隔热涂料》

    本标准是对JG/T235-2008《建筑反射隔热涂料》的修订,与JG/T235—2008相比主要技术变化

    如下:

    修改了产品的分类,按照明度的高低,对建筑反射隔热涂料进行划分;

    删除了标记;

    增加了近红外反射比项目;

    增加了污染后太阳光反射比变化率和人工气候老化后太阳光反射比变化率项目;

    删除了隔热温差和隔热温差衰减项目;

    增加了太阳光反射比的测定方法;

    修改了半球发射率的测定方法;

    删除了附录A“建筑反射隔热涂料热工计算的边界条件

    4.材料的选择与优化

    4.1.树脂的选择

    目前使用的合成树脂乳液主要是丙烯酸类以及丙烯酸共聚类。这里提出选用的依据:制备一般的建筑外墙涂料可以选用普通丙烯酸乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液等,制备耐候性、耐沾污性好的涂料可选用有机硅-丙烯酸酯共聚乳液和聚氨酯-丙烯酸酯共聚乳液等制备具有适应基层体积应变性能的涂料可以使用选用玻璃化温度低并具有自交联性能的相应种类的弹性乳液。结合外墙建筑物就要求有优异的耐水性,耐沾污性,抗老化性,本文选择有机硅改性合成的丙烯酸建筑乳液为主要的成膜物质。

    4.2.颜填料的选择

    颜料和填料的选用主要是着眼于反射性能和对涂膜导热系数的影响,要有好的反射率同时也要考虑到热导系数问题。

    4.2.1舒热盾新型高分子聚合物

    舒热盾新型高分子聚合物是是一种能发射热能的高分子聚合物,平均粒径小于5微米,能轻易方便的添加到涂料体系中,具有很好的相容稳定性。制备的涂料漆膜表面光滑,有优异的耐沾污性,比较无机类型玻璃微珠和陶瓷微珠体系制备的反射隔热涂料具有以下优点:1:容易调色。2:漆膜表面光滑,耐沾污好。3:储存稳定性好,不会后增稠。4:单位施工面积大。5:对太阳光反射比高。舒热盾属于有机类型反射隔热添加剂,是制备有色反射隔热涂料首选产品,本文也是选择了舒热盾作为实验的主要反射添加剂。

表1:舒热盾新型高分子聚合物与无机中空微珠隔热材料反射光谱分析

    由表1可知,舒热盾新型高分子聚合物反射率要明显高于使用中空隔热材料,比如玻璃微珠和陶瓷微珠,提供更优异的隔热效果。

    4.2.2.其他颜填料

    除了舒热盾聚合物以外,还要根据涂料性能的需要添加其他颜料、填料。选用时应注意,由于要保证舒热盾在涂膜中的反射性能,涂料组成材料中应尽量少用对光吸收率高的普通填料,但可以使用对光、热反射性能较好的功能填料。此外,还应根据颜料折光率与涂膜反射率的关系选用折光率高、吸收率小的颜料。

    4.2.3.其它助剂

    涂料是由成膜物质、分散介质、颜料、填料和助剂组成的。这些涂料组分的选用应根据普通涂料的选用原则并考虑到反射型绝热涂料的特征。这类内容涉及篇幅较长,可参考有关书籍。

    5:新型有色反射隔热涂料制备及分析

    5.1.白色反射隔热漆制备方法

    热反射绝热涂料的制备同普通涂料相似,都是物理混合过程。制备涂料时,将水、防霉剂、乙二醇(或丙二醇)、阴离子型分散剂、润湿剂、氨水和适量消泡剂以及颜填料等在混料罐中混合均匀,制得料浆。将该料浆通过砂磨机研磨至细度合格后,转移至调漆罐中加入有机硅纯丙乳液搅拌均匀,再投入舒热盾新型聚合物中速搅拌均匀。最后视涂料中泡沫的多少补充消泡剂,慢速搅拌消泡。此后,还可以根据涂料的黏度状况,使用适量的有机类增稠剂调整涂料的黏度。

    按照表2制备成白色反射隔热涂料漆样,白色漆样测试出来的太阳光反射率达到0.88,半球反射率也在0.90以上。通常,白色建筑涂料在市场上使用率在20%以上,有色建筑涂料使用率高达80%以上,因此开发有色反射隔热涂料就十分有必要,现在普遍采用的是添加红外反射颜料,但目前国内的红外反射颜料技术还成熟,国外一些红外反射颜料价格太贵,对于成本的控制是个难点。在这里本文使用表2制备的白色漆为基料,使用市面上普通的色浆进行颜色调试,做出有色反射隔热涂料并按照JG/T235-2014标准测试太阳光反射比及半球反射率。

    5.2.有色反射隔热涂料制备

    在表2配方制备的白色漆基础上,使用科莱恩通用色浆制备出需要颜色的涂料,然后进行详细的测试,测试结果见下表。

表3:高明度有色漆制备数据及性能指标

表4:中明度有色漆制备数据及性能指标

    表3中是使用科莱恩通用色浆调试出来的色漆,按照对应的明度值属于高明度范围,列举出对应的太阳光反射比和近红外反射率数据,数据显示均达到JG/T235-2014新标准规定的数值。

    表4中是使用科莱恩通用色浆调试出来的色漆,按照对应的明度值属于中明度范围,列举出对应的太阳光反射比和近红外反射率数据,数据显示均达到JG/T235-2014新标准规定的数值。

    同时,在实践应用中我们也尝试用科迪普通色浆来调色,所测试数据均能到达JG/T235-2014新标准规定的数值。

    6.结语

    舒热盾新型高分子聚合物9%-10%添加量即可满足白色漆和有色漆隔热性能的要求,测试太阳光反射比和半球反射率均能达到JG/T235-2014新标准的要求。

    舒热盾新型高分子聚合物制备出来的涂料施工面积是普通无机中空隔热材料的2倍,不需再罩面处理即可解决耐沾污问题,提供优异的耐候性耐水性等性能

    舒热盾新型高分子聚合物让有色建筑外墙反射隔热涂料色彩多样化成为了现实,解决了红外反射颜料价格昂贵造成的配色成本较高的问题,同时也解决了红外反射颜料品种有限造成的配色受限制的问题,彻底到达了简单配色,优异隔热效果,简单化制备工艺等效果。

责任编辑:曾汝先

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